CN110542613A - 一种自平衡可调节力学加载试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及力学加载试验装置领域，具体公开了一种自平衡可调节力学加载试验装置，包括试验件承放平台、用于对试验件进行受力检测的压力传感器以及用于调整压力传感器空间位置的调节机构；调节机构包括拆装式固定安装在支撑顶梁中部底面的固定支柱、转动架设在固定支柱底端的转动盘、用于驱动转动盘旋转的调节电机以及设置在转动盘一侧的用于调整液压伸缩杆水平位置的水平调节组件；压力传感器固定安装在液压伸缩杆上活塞杆的底端。本发明的自平衡可调节力学加载试验装置，通过设置的调节机构，使得该试验装置能够用于进行各种跨度试验件的加载力试验；且试验件承放平台，能够对圆柱体和长方体的试验件进行夹紧固定，适用性强。

Description

一种自平衡可调节力学加载试验装置

技术领域

本发明涉及力学加载试验装置领域，具体是一种自平衡可调节力学加载试验装置。

背景技术

力学主要研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系，力学按所研究对象区分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支。

固体力学主要研究可变形固体在外界因素作用下所产生的应力、应变、位移和破坏等，力学的主要研究手段分为三个方面，理论分析、实验研究和数值计算，而试验研究是研究可变形固体在外界因素作用下所产生的应力、应变、位移和破坏等的主要手段之一。

目前已有的加载力学试验装置已经可以对一些试验件进行试验，但往往一个试验装置只能对一种标准尺寸大小的试件进行加载测试，如果需要对其他尺寸的试件进行试验则需要重新定制，造成经济上的浪费，灵活性不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自平衡可调节力学加载试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自平衡可调节力学加载试验装置，包括试验件承放平台、用于对试验件进行受力检测的压力传感器以及用于调整所述压力传感器空间位置的调节机构；

所述调节机构包括拆装式固定安装在支撑顶梁中部底面的固定支柱、转动架设在所述固定支柱底端的转动盘、用于驱动所述转动盘旋转的调节电机以及设置在所述转动盘一侧的用于调整液压伸缩杆水平位置的水平调节组件；

所述压力传感器固定安装在所述液压伸缩杆上活塞杆的底端。

作为本发明进一步的方案：所述调节机构安装在所述支撑顶梁上；

所述支撑顶梁可调式架设在固定底座上，固定底座上安装有用于调整所述支撑顶梁在竖直方向上高度的升降机构；

所述调节机构安装在所述支撑顶梁的中部底面。

作为本发明进一步的方案：所述的水平调节组件包括转动架设在转动盘一侧底面开设的矩形滑腔内的调节丝杆以及螺纹连接安装在所述调节丝杆上的调节螺套以及用于驱动所述调节丝杆旋转的第一单轴伸正反转电机；

所述调节螺套的底面固定安装有液压伸缩杆。

作为本发明进一步的方案：所述调节机构中的调节电机固定安装在固定支柱上，所述调节电机的输出轴上固定设置有主动齿轮，所述转动盘的上表面设置有与所述主动齿轮相啮合的环形齿条，将调节电机接通电源后，通电的调节电机驱动主动齿轮旋转，进而带动转动盘旋转，以调节压力传感器在水平方向上的位置。

作为本发明进一步的方案：所述升降机构包括通过螺纹连接方式相互套接的支撑螺套和支撑螺杆；

所述支撑螺套的顶端与所述支撑顶梁的底面固定连接，所述支撑螺杆的底部转动贯穿设于所述固定底座上；所述支撑螺杆的上部与所述支撑螺套的下部之间通过螺纹连接方式套接。

作为本发明进一步的方案：所述固定底座内还设有用于驱动两个支撑螺杆进行同步旋转的驱动组件。

作为本发明进一步的方案：所述的驱动组件包括固定安装在固定底座内的双轴伸正反转电机以及与所述双轴伸正反转电机的两个输出轴驱动连接的两个支撑转轴，两个支撑转轴上均固定安装有主动锥齿轮，两个所述支撑螺杆的底端均固定安装有分别与两个主动锥齿轮相啮合的两个从动锥齿轮。

作为本发明进一步的方案：所述固定底座与所述支撑顶梁之间还设有起导向作用的导向伸缩套杆，其中导向伸缩套杆的顶端与所述支撑顶梁的底面固定连接，所述导向伸缩套杆底端与所述固定底座的顶面固定连接，以保证该试验装置在进行高度调节时的稳定性。

作为本发明进一步的方案：所述的试验件承放平台包括固定架设在固定底座上方的支撑箱，所述支撑箱上固定安装有支撑平台，所述支撑平台内转动设有两组限位部，两组限位部均通过第二单轴伸正反转电机进行驱动。

作为本发明进一步的方案：一个所述限位部包括转动设于支撑平台顶面上条形槽内的支撑丝杆，所述支撑丝杆的两端外圈的外螺纹旋向相反，所述限位部包括的两个矩形螺套均通过螺纹连接方式分别套设在所述支撑丝杆的两端外圈；

所述限位部包括的两个限位夹块均分别固定安装在两个所述矩形螺套上。

作为本发明进一步的方案：所述限位夹块的夹持面为弧形结构，从而能够对圆柱形的试验件进行夹紧固定；且每一个所述限位夹块的夹持面上均开设有支撑直角槽，进而能够对长方体的试验件进行夹紧固定，提高了该试验件承放平台的适用性。

与现有技术相比，本发明实施例提供的自平衡可调节力学加载试验装置中，利用调节机构调整压力传感器的空间位置至试验件表面待测点的正上方，然后利用液压伸缩杆推动压力传感器向下运动，压力传感器直接作用在试验件表面的待测点上，可有效实现试验装置的加载力可视化；其中，通过设置的调节机构，使得该试验装置能够用于进行各种跨度试验件的加载力试验；并且，本发明实施例提供的试验件承放平台，不仅能够对圆柱形的试验件进行夹紧固定；特别的是，在限位夹块的夹持面上开设有支撑直角槽，进而能够对长方体的试验件进行夹紧固定，提高了该自平衡可调节力学加载试验装置的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本发明实施例的自平衡可调节力学加载试验装置的结构示意图。

图2为本发明实施例的自平衡可调节力学加载试验装置中试验件承放平台的俯视图。

图3为本发明实施例提供的自平衡可调节力学加载试验装置中转动盘的主视图。

图4为本发明实施例提供的自平衡可调节力学加载试验装置中限位夹块的立体图。

图5为本发明实施例提供的自平衡可调节力学加载试验装置中转动盘的仰视图。

图中：1-固定底座，2-支撑顶梁，3-导向伸缩套杆，4-支撑螺套，5-支撑螺杆，6-双轴伸正反转电机，7-支撑转轴，8-主动锥齿轮，9-从动锥齿轮，10-支撑箱，11-限位夹块，12-压力传感器，13-液压伸缩杆，14-转动盘，15-固定支柱，16-主动齿轮，17-调节电机，18-环形齿条，19-第一单轴伸正反转电机，20-调节螺套，21-矩形滑腔，22-调节丝杆，23-支撑直角槽，24-第二单轴伸正反转电机，25-支撑平台，26-条形槽，27-支撑丝杆，28-矩形螺套。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，在本发明提供的一个实施例中，一种自平衡可调节力学加载试验装置，包括试验件承放平台、用于对试验件进行受力检测的压力传感器12以及用于调整所述压力传感器12空间位置的调节机构；其中，所述调节机构安装在所述支撑顶梁2上，所述支撑顶梁2可调式架设在固定底座1上，其中固定底座1上安装有用于调整所述支撑顶梁2在竖直方向上高度的升降机构。

请参阅图1、图3和图5，在本发明提供的实施例中，所述调节机构安装在所述支撑顶梁2的中部底面；

具体的，所述调节机构包括拆装式固定安装在支撑顶梁2中部底面的固定支柱15、转动架设在所述固定支柱15底端的转动盘14、用于驱动所述转动盘14旋转的调节电机17以及设置在所述转动盘14一侧的用于调整液压伸缩杆14水平位置的水平调节组件；

所述的水平调节组件包括转动架设在转动盘14一侧底面开设的矩形滑腔21内的调节丝杆22以及螺纹连接安装在所述调节丝杆22上的调节螺套20以及用于驱动所述调节丝杆22旋转的第一单轴伸正反转电机19，将第一单轴伸正反转电机19接通电源后，根据第一单轴伸正反转电机19驱动调节丝杆22的旋转方向，能够调整调节螺套20在矩形滑腔21内的位置；进一步的，所述调节螺套20的底面固定安装有液压伸缩杆13；

所述压力传感器12固定安装在所述液压伸缩杆13上活塞杆的底端，本实施例中，利用调节电机17驱动转动盘14旋转，从而带动压力传感器12绕固定支柱15的中轴线旋转，配合水平调节组件对压力传感器12水平位置的进一步的调节，能够调节液压伸缩杆13的空间位置至试验件表面待测点的正上方，然后利用液压伸缩杆13推动压力传感器12向下运动，压力传感器12直接作用在试验件表面的待测点上，可有效实现试验装置的加载力可视化。

如图1所示，在本发明实施例提供的调节机构中，所述调节机构中的调节电机17固定安装在固定支柱15上，所述调节电机17的输出轴上固定设置有主动齿轮16，所述转动盘14的上表面设置有与所述主动齿轮16相啮合的环形齿条18，将调节电机17接通电源后，通电的调节电机17驱动主动齿轮16旋转，进而带动转动盘14旋转，以调节压力传感器12在水平方向上的位置。

请继续参阅图1，具体的，所述升降机构包括通过螺纹连接方式相互套接的支撑螺套4和支撑螺杆5，其中，所述支撑螺套4的顶端与所述支撑顶梁2的底面固定连接，所述支撑螺杆5的底部转动贯穿设于所述固定底座1上；所述支撑螺杆5的上部与所述支撑螺套4的下部之间通过螺纹连接方式套接。

进一步的，在本发明实施例中，所述固定底座1内还设有用于驱动两个支撑螺杆5进行同步旋转的驱动组件；其中，所述的驱动组件包括固定安装在固定底座1内的双轴伸正反转电机6以及与所述双轴伸正反转电机6的两个输出轴驱动连接的两个支撑转轴7，两个支撑转轴7上均固定安装有主动锥齿轮8，两个所述支撑螺杆5的底端均固定安装有分别与两个主动锥齿轮8相啮合的两个从动锥齿轮9，将双轴伸正反转电机6接通电源后，利用双轴伸正反转电机6驱动两个支撑转轴7同步旋转，在主动锥齿轮8和从动锥齿轮9的相互配合作用下，能够驱动两个支撑螺杆5同步旋转，由于支撑螺杆5与支撑螺套4之间通过螺纹连接方式套接，两个同步旋转的支撑螺杆5能够实现支撑顶梁2的高度调整。

在本发明实施例中，所述固定底座1与所述支撑顶梁2之间还设有起导向作用的导向伸缩套杆3，其中导向伸缩套杆3的顶端与所述支撑顶梁2的底面固定连接，所述导向伸缩套杆3底端与所述固定底座1的顶面固定连接，以保证该试验装置在进行高度调节时的稳定性。

如图1、图2和图4所示，在本发明提供的另一个实施例中，所述的试验件承放平台包括固定架设在固定底座1上方的支撑箱10，所述支撑箱10上固定安装有支撑平台25，所述支撑平台25内转动设有两组限位部，两组限位部均通过第二单轴伸正反转电机24进行驱动；

具体的，一个所述限位部包括转动设于支撑平台25顶面上条形槽26内的支撑丝杆27，所述支撑丝杆27的两端外圈的外螺纹旋向相反，所述限位部包括的两个矩形螺套28均通过螺纹连接方式分别套设在所述支撑丝杆27的两端外圈；

所述限位部包括的两个限位夹块11均分别固定安装在两个所述矩形螺套28上；所述限位夹块11的夹持面为弧形结构，从而能够对圆柱形的试验件进行夹紧固定；

特别的是，在本实施例中，每一个所述限位夹块11的夹持面上均开设有支撑直角槽23，进而能够对长方体的试验件进行夹紧固定，提高了该试验件承放平台的适用性。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自平衡可调节力学加载试验装置，其特征在于，包括试验件承放平台、用于对试验件进行受力检测的压力传感器(12)以及用于调整所述压力传感器(12)空间位置的调节机构；

所述调节机构包括拆装式固定安装在支撑顶梁(2)中部底面的固定支柱(15)、转动架设在所述固定支柱(15)底端的转动盘(14)、用于驱动所述转动盘(14)旋转的调节电机(17)以及设置在所述转动盘(14)一侧的用于调整液压伸缩杆(14)水平位置的水平调节组件；

所述压力传感器(12)固定安装在所述液压伸缩杆(13)上活塞杆的底端。

2.根据权利要求1所述的自平衡可调节力学加载试验装置，其特征在于，所述调节机构安装在所述支撑顶梁(2)上；

所述支撑顶梁(2)可调式架设在固定底座(1)上，固定底座(1)上安装有用于调整所述支撑顶梁(2)在竖直方向上高度的升降机构；

所述调节机构安装在所述支撑顶梁(2)的中部底面。

3.根据权利要求2所述的自平衡可调节力学加载试验装置，其特征在于，所述的水平调节组件包括转动架设在转动盘(14)一侧底面开设的矩形滑腔(21)内的调节丝杆(22)以及螺纹连接安装在所述调节丝杆(22)上的调节螺套(20)以及用于驱动所述调节丝杆(22)旋转的第一单轴伸正反转电机(19)；

所述调节螺套(20)的底面固定安装有液压伸缩杆(13)。

4.根据权利要求1～3任一所述的自平衡可调节力学加载试验装置，其特征在于，所述调节机构中的调节电机(17)固定安装在固定支柱(15)上；

所述调节电机(17)的输出轴上固定设置有主动齿轮(16)，所述转动盘(14)的上表面设置有与所述主动齿轮(16)相啮合的环形齿条(18)。

5.根据权利要求3所述的自平衡可调节力学加载试验装置，其特征在于，所述升降机构包括通过螺纹连接方式相互套接的支撑螺套(4)和支撑螺杆(5)；

所述支撑螺套(4)的顶端与所述支撑顶梁(2)的底面固定连接，所述支撑螺杆(5)的底部转动贯穿设于所述固定底座(1)上；所述支撑螺杆(5)的上部与所述支撑螺套(4)的下部之间通过螺纹连接方式套接。

6.根据权利要求5所述的自平衡可调节力学加载试验装置，其特征在于，所述固定底座(1)内还设有用于驱动两个支撑螺杆(5)进行同步旋转的驱动组件。

7.根据权利要求6所述的自平衡可调节力学加载试验装置，其特征在于，所述的驱动组件包括固定安装在固定底座(1)内的双轴伸正反转电机(6)以及与所述双轴伸正反转电机(6)的两个输出轴驱动连接的两个支撑转轴(7)，两个支撑转轴(7)上均固定安装有主动锥齿轮(8)，两个所述支撑螺杆(5)的底端均固定安装有分别与两个主动锥齿轮(8)相啮合的两个从动锥齿轮(9)。

8.根据权利要求2、3、5、6或7任一所述的自平衡可调节力学加载试验装置，其特征在于，所述的试验件承放平台包括固定架设在固定底座(1)上方的支撑箱(10)，所述支撑箱(10)上固定安装有支撑平台(25)，所述支撑平台(25)内转动设有两组限位部，两组限位部均通过第二单轴伸正反转电机(24)进行驱动。

9.根据权利要求8所述的自平衡可调节力学加载试验装置，其特征在于，一个所述限位部包括转动设于支撑平台(25)顶面上条形槽(26)内的支撑丝杆(27)，所述支撑丝杆(27)的两端外圈的外螺纹旋向相反，所述限位部包括的两个矩形螺套(28)均通过螺纹连接方式分别套设在所述支撑丝杆(27)的两端外圈；

所述限位部包括的两个限位夹块(11)均分别固定安装在两个所述矩形螺套(28)上。

10.根据权利要求9所述的自平衡可调节力学加载试验装置，其特征在于，所述限位夹块(11)的夹持面为弧形结构；

每一个所述限位夹块(11)的夹持面上均开设有支撑直角槽(23)。